Многопредельный динамометр

)5 6 01 1. 1/О ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ ПИ К А 8 ТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя СССР (72) Э. Я. Приполов и А. М, Рыжов (53) 531.781 (088.8)(56) Маликов Г. Ф, Шнейдерман А. Л. и,Шулемович А. М. Расчеты упругих тензометрических элементов. М.: Машиностроение, 1964.Авторское свидетельство СССР555300, кл. б 01 1. 1/22, 1976.(54) М НОГОПРЕДЕЛ Ь НЫЙ ДИ НАМОМЕТР(57) Изобретение относится к технике измерений механических величин и может быть использовано для измерения силы в широких пределах измерений при испытании материалов и механизмов. Цель изобретения - повышение точности и линейности измерений. Действие силы Р на шток 21 вызывает деформацию упругой конусной диафрагмы 22, что приводит к перемещению верхнего основания 12. Перемещение передается штоком 21 на датчик 4 малых перемещений, который вырабатывает сигнал об измеряемой силе, пропорциональный перемещению верхнего основания 12 и штока 21. Это перемещение свободно, т.е. без реакции соседнего упругого элемента 6 (при растяжении) или соседнего упругого элемента 5 (при сжатии), определяемых толщиной калиброванных прокладок 20 и 21, При достижении значения силы Р заданного первого предела измерений верхнее основание 12 дополнительного упругого элемента 7 приходит в соприкосновение с верхним основанием 13 (при растяжении) или верхним основанием 20 (при сжатии). 3 ил.Изобретение относится к технике измерений механических величин и может быть использовано для измерения силы в широких пределах измерений при испытании широкого класса материалов, механизмов и машин.Цель изобретения - повышение точности и линейности измерений.На фиг. 1 представлена схема расположения основных составляющих элементов многопредельного динамометра; на фиг. 2 - его характеристика (Р, Р,Р - заданные пределы измерения; 5, 5,5. - значения крутизны характеристики, соответствующие этим пределам; Б - сигнал информации об измеряемой величине); на фиг, 3 - конструкция двухпредельно го динамометра в горизонтальной проекции,Многопредельный динамометр состоит из верхней крышки 1 с центральным отверстием с подшипником 2 и нижней крышки 3 с отверстием, в котором одним концом жестко установлен датчик 4 малых перемещений, который другим концом установлен в отверстие одного из основных упругих элементов 5. Упругие элементы выполнены в виде пары основных упругих элементов 5 и 6 и дополнительно упругого элемента 7, установленного между основными упругими элементами. Все упругие элементы выполнены в виде усеченных конусов, нижние основания которых выполнены в виде колец 8 - 10, а верхние основания выполнены в виде колец 11 - 13. Образуюшая конусов выполнена в виде диафрагм 14 - 16, на боковой поверхности каждой из которых с равным шагом по периферии и соосно друг другу выполнены отверстия 17 - 19, Кольца нижних оснований 8 - 10, а также крышки 1 и 2 скреплены между собой при помощи болтов 20.,Шток проходит через отверстия верхней крышки 1, верхние кольца основного упругого элемента 13 и дополнительного упругого элемента 12 и контактируют с датчиком 4 малых перемещений. В динамо- метре между торцами нижнего кольца 9 дополнительного упругого элемента 7 и парой основных упругих элементов 5 и 6 установлены калиброванные по толщине прокладки 20 и 21. Жесткость дополнительного упругого элемента соответствует первому пределу измерения, а жесткость остальных упругих элементов соответствует каждому последующему пределу измерений. Между упругими элементами имеются зазоры 22 и 23. Зазор 23 между верхними основаниями 13 и 12, а также зазор 22 между нижними основаниями 11 и 12 соответствуют первому диапазону измерения.Многопредельный динанометр работает следующим образом.Сила, действуя на шток 21 передачи силы, соединенный верхним основанием 12 дополнительного упругого элемента 7, вызывает деформацию его упругой конусной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 диафрагмы 22, что приводит к перемещению верхнего основания 12. Эти перемещения передаются штоком 21 передачи силы на датчик 4 малых перемещений, в результате чего этот датчик вырабатывает электрический сигнал информации об измеряемой силе, пропорциональной перемещению верхнего основания 12 и штока 21. Это перемещение свободно, т.е. без реакции соседнего упругого элемента 6 (при растяжении) или соседнего упругого элемента 5 (при сжатии), определяемых толщиной калиброванных по толщине кольцевых прокладок 20 и 21 соответственно; толщина которых зависит от предела измерений силы центральным упругим элементом 7, угла наклона образующей конуса упругой диафрагмы 15 и ее жесткости, При достижении значения силы заданного первого предела измерений Р верхнее основание 12 дополнительного упругого элемента 7 приходит в соприкосновение с верхним основанием 13 (при растяжении) или с верхним основанием 20 (при сжатии), которые принимают, в основном, нагрузку на себя, так как жесткость упругой конусной диафрагмы 16 упругого элемента 6 (при растяжении) или упругой конусной диафрагмы 14 упругого элемента 5 (при сжатии) соответствует последующему пределу измерений Р, причем РР, и перемещения штока 21 передачи силы на участке измерения силы от Р до Р определяется суммарной жесткостью упругих диафрагм 15 и 16 (при растяжении) или 15 и 14 (при сжатии).Таким образом, многопредельный динамометр состоит из заданного количества пар упругих элементов, число которых зависит от заданного количества пределов измерения силы Р, Р, РзР, - Й=п - 1 (пар), которые, последовательно включаясь в систему измерений, автоматически изменяют цену шкалы прибора, при этом точность измерений увеличивается к началу шкалы.Отверстия 18, 19 и 17 упругого элемента 7 и соответственно упругого элемента 6 и упругого элемента 5 и т.д. предназначены для достижения идентичности упругих элементов в различных экземплярах динамо- метров, т.е, для их идентификации, а отверстия 24 в нижней крышке 3 динамо- метра предназначены для окончательной подгонки в собранных динамометрах.Технический эффект технического решения заключается в том, что оно повышает точность измерений в начале шкалы при широком диапазоне измерений и позволяет применять многопредельный динамометр вместо нескольких однопредельных динамо- метров. формула изобретенияМногопредельный динамометр, содержащий последовательно размещенную с зазо 649311ром на одной оси пару основных упругих элементов и силопередающий шток, посредством которого связаны основные упругие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и линейности измерений, в него введены дополнительный упругий элемент, жесткость которого соответствует первому пределу измерения, расположенный с зазором между парой основных упругих элементов, калиброванные по толщине кольцевые прокладки, датчик малых перемещений, верхняя и нижняя крышки, каждая из которых выполнена с центральным сквозным отверстием, причем все упругие элементы выполнены в виде усеченных конусов, нижние и верхние основания которых образованы из колец, а образующие конусов выполнены в виде диафрагм, на боковой поверхности каждой из которых выполнены с равным шагом по периферии и соосно друг с другом отверстия, при этом кольца нижнего основания жестко связаны между собой и с верхней и нижней крышками, а между торцами нижнего кольца дополнительного упругого элемента и парой основных упругих элементов размещены кал иброва нные по толщине кольцевые прокладки, при этом датчик малых перемещений жестко установлен одним концом в отверстие нижней крышки, а другим - в отверстие одного из упругих элементов, а шток, проходящий через отверстия верхней крышки, верхние кольца другого основного упругого элемента и дополнительного упругого элемента, связан с датчиком перемещения, причем жесткость основных упругих элементов соответствует каждому последующему пределу измерения, а зазоры между кольцами верхнего основания упругих элементов соответствуют диапазону измерений.итель М. Мальг А. Кравяук360 изооретениям 35, Раушская ат Гатсн(т;, ( гРедактор М. КелемеЗаказ 1514НИИПИ Государствен113035Г 1 роизводственно-изда С.остин н Техред Тираж ого комитета и Москва, Ж -ельскнй комбнноваКорректор Л. ПатайПодписноеоткрытиям нрн ГКНТ (:Г(:Рна 6., д, . 5Гж(он стл. Гагарина. 101